JPH01195963A - Intake gas cooling device for lng engine - Google Patents
Intake gas cooling device for lng engineInfo
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- JPH01195963A JPH01195963A JP63018523A JP1852388A JPH01195963A JP H01195963 A JPH01195963 A JP H01195963A JP 63018523 A JP63018523 A JP 63018523A JP 1852388 A JP1852388 A JP 1852388A JP H01195963 A JPH01195963 A JP H01195963A
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はＬＮＧエンジンの吸気冷却装置に係り、特に
ＬＮＧエンジンに供給される燃料ＬＮＧの気化潜熱を利
用して、着霜による燃料通路の詰まりを惹起することな
（ＬＮＧエンジンに吸入される吸入空気を冷却し得て、
これによりＬＮＧエンジンの性能向上を果たし得るＬＮ
Ｇエンジンの吸気冷却装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to an intake air cooling device for an LNG engine, and in particular, uses the latent heat of vaporization of fuel LNG supplied to the LNG engine to prevent clogging of fuel passages due to frost formation. (the intake air taken into the LNG engine can be cooled,
This will improve the performance of LNG engines.
This invention relates to an intake air cooling device for a G engine.
エンジンの燃料としては、主にガソリンや軽油等が利用
されているが、有害排気物質による汚染や資源の枯渇等
の諸問題に鑑み、近時、代替燃料としてＬＮＧ （液化
天然ガス）を燃料とするＬＮＧエンジンが注目されてい
る。燃料としてのＬＮＧは、気体燃料であることから、
空気との混合が良好で均質な混合気を生成することがで
き、これにより、良好な燃焼を得て有害排気物質の低減
を果すことができる等の種々の利点を有するものである
。Gasoline, diesel oil, etc. are mainly used as fuel for engines, but in view of various problems such as pollution caused by harmful exhaust substances and resource depletion, recently LNG (liquefied natural gas) has been used as an alternative fuel. LNG engines are attracting attention. Since LNG as a fuel is a gaseous fuel,
It has various advantages such as being able to generate a homogeneous air-fuel mixture with good mixing with air, thereby achieving good combustion and reducing harmful exhaust substances.
ところで、エンジンに吸入される吸入空気は、空気温度
が低いと密度が高くなるので、充填効率を向上すること
ができる。そこで、特開昭６１＝７２８３０号公報に開
示の如く、凝縮器と蒸発器とにより閉ループに構成した
冷却回路を設け、この冷却回路の前記蒸発器において気
化する冷媒の気化潜熱を利用して吸入空気を冷却するも
のが提案されている。また、この発明の出願人により、
ＬＮＧエンジンに供給される燃料ＬＮＧの気化潜熱を利
用して、吸入空気を冷却する装置が既に出願されている
。Incidentally, since the intake air taken into the engine has a higher density when the air temperature is low, the filling efficiency can be improved. Therefore, as disclosed in JP-A-61-72830, a cooling circuit configured in a closed loop with a condenser and an evaporator is provided, and the latent heat of vaporization of the refrigerant vaporized in the evaporator of this cooling circuit is used to draw air. Some proposals have been made to cool the air. Also, by the applicant of this invention,
An application has already been filed for a device that cools intake air using the latent heat of vaporization of fuel LNG supplied to an LNG engine.
ところが、ＬＮＧエンジンに供給される燃料ＬＮＧの気
化潜熱を利用して吸入空気を冷却する場合に、燃料ＬＮ
Ｇは、極低温の液体の状態（例えば、−１６２℃）から
気化するので、高温多湿の吸入空気と接すると燃料通路
の表面に霜が生成して付着することがある。この着霜は
、終には燃料通路の詰まりを惹起し、燃料ＬＮＧの供給
を停止させる不都合を生じることがある。However, when cooling intake air using the latent heat of vaporization of fuel LNG supplied to an LNG engine,
Since G vaporizes from a cryogenic liquid state (for example, −162° C.), when it comes into contact with hot and humid intake air, frost may form and adhere to the surface of the fuel passage. This frost formation may eventually cause clogging of the fuel passage, resulting in the inconvenience of stopping the supply of fuel LNG.
そこで、この発明の目的は、ＬＮＧエンジンに供給され
る燃料ＬＮＧの気化潜熱を利用して、ＬＮＧエンジンに
吸入される吸入空気を除湿し冷却することにより着霜に
よる燃料通路の詰まりを惹起することなく吸入空気を冷
却し得て、これによりＬＮＧエンジンの性能向上を果た
し得るＬＮＧエンジンの吸気冷却装置を実現することに
ある。Therefore, an object of the present invention is to use the latent heat of vaporization of the fuel LNG supplied to the LNG engine to dehumidify and cool the intake air taken into the LNG engine, thereby causing clogging of the fuel passage due to frost formation. An object of the present invention is to realize an intake air cooling device for an LNG engine that can cool intake air without any problem, thereby improving the performance of the LNG engine.
この目的を達成するためにこの発明は、ＬＮＧエンジン
に吸入される吸−大空気の流通する吸気通路途中に吸入
空気流通方向上流側の第１熱交換室と吸入空気流通方向
下流側の第２熱交換室とを連続して設け、前記ＬＮＧエ
ンジンに供給される燃料ＬＮＧの流通方向を前記第２熱
交換室から前記第１熱交換室に指向させて前記燃料ＬＮ
Ｇの流通する燃料通路を前記第１熱交換室及び前記第２
熱交換室に内装して設けたことを特徴とする。In order to achieve this object, the present invention provides a first heat exchange chamber on the upstream side in the intake air circulation direction and a second heat exchange chamber on the downstream side in the intake air circulation direction in the middle of the intake passage through which the large intake air sucked into the LNG engine flows. A heat exchange chamber is provided continuously, and the flow direction of the fuel LNG supplied to the LNG engine is directed from the second heat exchange chamber to the first heat exchange chamber.
The fuel passage through which G flows is connected to the first heat exchange chamber and the second heat exchange chamber.
It is characterized by being installed inside the heat exchange room.
この発明の構成によれば、燃料ＬＮＧの流通方向を吸入
空気流通方向下流側の第２熱交換室から吸入空気流通方
向上流側の第１熱交換室に指向させて燃料通路を第１熱
交換室及び第２熱交換室に内装して設けたことにより、
吸入通路を流通する吸入空気は、第１熱交換室において
燃料通路を流通する燃料ＬＮＧとの熱交換によって熱を
奪われて含有水分が凝縮されることにより除湿され、第
２熱交換室において燃料通路を流通する燃料ＬＮＧとの
熱交換によってさらに熱を奪われることにより冷却され
る。According to the configuration of the present invention, the flow direction of the fuel LNG is directed from the second heat exchange chamber on the downstream side in the intake air flow direction to the first heat exchange chamber on the upstream side in the intake air flow direction, so that the fuel passage is connected to the first heat exchange chamber. By installing it inside the chamber and the second heat exchange chamber,
The intake air flowing through the intake passage is dehumidified by heat exchange with the fuel LNG flowing through the fuel passage in the first heat exchange chamber and moisture contained therein is condensed, and the air is dehumidified in the second heat exchange chamber. It is cooled by further removing heat through heat exchange with the fuel LNG flowing through the passage.
このように、ＬＮＧエンジンに供給される燃料ＬＮＧの
気化潜熱を利用して、吸入空気を除湿して冷却する。ま
た、吸入空気を除湿してからさらに冷却するので、霜を
生じることがない。さらに、燃料通路を流通する燃料Ｌ
ＮＧは、吸入空気との熱交換によって熱を与えられるこ
とにより、加温され蒸発される。In this way, the latent heat of vaporization of the fuel LNG supplied to the LNG engine is used to dehumidify and cool the intake air. Furthermore, since the intake air is dehumidified and then further cooled, no frost occurs. Furthermore, the fuel L flowing through the fuel passage
The NG is heated and evaporated by being given heat through heat exchange with the intake air.
次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第１〜３図は、この発明の実施例を示すものである。第
３図において、２はＬＮＧエンジンである。、：、（７
）ＬＮＧエンジン２は、吸入空気として酸素富化空気生
成装置４から酸素富化空気を供給されるとともに、燃料
として燃料タンク６から燃料ＬＮＧを供給される。1 to 3 show embodiments of this invention. In FIG. 3, 2 is an LNG engine. , :, (7
) The LNG engine 2 is supplied with oxygen-enriched air as intake air from the oxygen-enriched air generator 4, and is supplied with fuel LNG as fuel from the fuel tank 6.
前記酸素富化空気生成装置４は、特定の気体を選択的に
透過させる気体選択性透過膜等の酸素富化空気生成体た
る例えば酸素富化膜８を前記ＬＮＧエンジン２の吸気通
路１０の上流端側に備えている。酸素富化膜８の下流側
の吸気通路１０には、ＬＮＧエンジン２の駆動力等によ
り駆動される吸引ポンプ１２を設けている。この吸引ポ
ンプ１２により酸素富化膜８の上流側と下流側との間に
圧力差を生じさせ、下流側に酸素富化膜８により空気中
の酸素濃度を高めて酸素富化空気を生成する。The oxygen-enriched air generator 4 uses an oxygen-enriched air generator such as a gas-selective permeable membrane that selectively transmits a specific gas, such as an oxygen-enriched membrane 8, upstream of the intake passage 10 of the LNG engine 2. It is provided at the end. A suction pump 12 that is driven by the driving force of the LNG engine 2 is provided in the intake passage 10 on the downstream side of the oxygen enrichment membrane 8 . The suction pump 12 creates a pressure difference between the upstream and downstream sides of the oxygen-enriching membrane 8, and the oxygen-enriching membrane 8 on the downstream side increases the oxygen concentration in the air to generate oxygen-enriched air. .
前記酸素富化膜８の下流側の吸気通路１０に生成された
酸素富化空気は、前記吸引ポンプ１２下流側の吸気通路
１０により後述の吸気冷却装置３４を介して、酸素富化
空気の導入室１４に供給される。導入室１４には、ＬＮ
Ｇエンジン２の要求酸素富化空気量に対する供給酸素富
化空気量の不足分を大気により補充するとともに、要求
酸素富化空気量に対する供給酸素富化空気量の過剰分を
外部に放出するための大気通路１６を設けである。また
、この導入室１４に供給される酸素富化空気は、後述の
吸気冷却装置３４において燃料ＬＮＧの気化潜熱により
除湿され冷却される。導入室１４の酸素富化空気は、ミ
キサ１８により後述の燃料タンク６から供給される燃料
ＬＮＧと混合されて混合気を生成し、吸気絞り弁２０に
より流量を調整されて燃焼室２２に供給される。燃焼室
２２で燃焼生成された排気は、排気通路２４により外部
に排出される。The oxygen-enriched air generated in the intake passage 10 on the downstream side of the oxygen-enriched membrane 8 is introduced by the intake passage 10 on the downstream side of the suction pump 12 via the intake air cooling device 34, which will be described later. It is supplied to chamber 14. In the introduction chamber 14, LN
A system for replenishing the insufficient amount of supplied oxygen-enriched air with respect to the required amount of oxygen-enriched air of the G engine 2 with the atmosphere, and releasing to the outside an excess amount of supplied oxygen-enriched air relative to the required amount of oxygen-enriched air. An atmospheric passage 16 is provided. Further, the oxygen-enriched air supplied to the introduction chamber 14 is dehumidified and cooled by the latent heat of vaporization of the fuel LNG in an intake air cooling device 34, which will be described later. The oxygen-enriched air in the introduction chamber 14 is mixed with fuel LNG supplied from a fuel tank 6 (described later) by a mixer 18 to produce an air-fuel mixture, and the flow rate is adjusted by an intake throttle valve 20 and supplied to the combustion chamber 22. Ru. Exhaust gas produced by combustion in the combustion chamber 22 is exhausted to the outside through an exhaust passage 24.
前記ＬＮＧエンジン２に供給される燃料ＬＮＧを貯留す
る燃料タンク６は、取出弁２６を設けている。取出弁２
６から取出された燃料ＬＮＧは、燃料通路２８により前
記吸気通路１０のミキサ１８に供給される。燃料通路２
８には、遮断弁３０と、予熱器３２と、ベーパライザと
しても機能する吸気冷却装置３４と、レギュレータ３６
とを設けている。前記予熱器３２は、ＬＮＧエンジン２
の冷却水通路３８を流れる冷却水の一部を分流して流通
させる予熱用冷却水通路４０を貫流させて設けている。The fuel tank 6 that stores fuel LNG to be supplied to the LNG engine 2 is provided with a take-out valve 26 . Take-out valve 2
The fuel LNG taken out from the intake passage 6 is supplied to the mixer 18 of the intake passage 10 through the fuel passage 28. fuel passage 2
8 includes a shutoff valve 30, a preheater 32, an intake air cooling device 34 that also functions as a vaporizer, and a regulator 36.
and. The preheater 32 is the LNG engine 2
A preheating cooling water passage 40 is provided to flow through the cooling water passage 40, through which a part of the cooling water flowing through the cooling water passage 38 is divided and distributed.
この予熱用冷却水通路４０には、制御弁４２を設けであ
る。制御弁４２は、後述温度センサ８４の検出する吸気
冷却装置３４の燃料通路入口部４４の温度状態を少なく
とも−の制御因子とし、燃料ＬＮＧを所定に加熱し着霜
を防止すべく後述の制御部６２によって開閉され、予熱
器３２に流通する冷却水を制御する。This preheating cooling water passage 40 is provided with a control valve 42 . The control valve 42 uses the temperature state of the fuel passage inlet 44 of the intake air cooling device 34 detected by a temperature sensor 84 (described later) as a control factor of at least -, and controls the control unit described below to heat the fuel LNG to a predetermined value and prevent frost formation. 62 to control the cooling water flowing to the preheater 32.
前記レギュレータ３６の下流側の燃料通路２８には、リ
リーフ弁４６を設け、このリリーフ弁４６下流側の燃料
通路２８を主燃料通路４８と補助燃料通路５０とに分岐
して前記ミキサ１８に開口終端して設けている。前記主
燃料通路４８には主燃料遮断弁５２を設けるとともに主
燃料制御弁５４を設け、前記補助燃料通路５０には補助
燃料遮断弁５６を設けている。また、これら主・補助燃
料通路４８・５０の開口終端する前記ミキサ１８には、
吸気絞り弁２０を迂回して吸気通路１０を連通ずる空気
通路５８を設けるとともに、この空気通路５８を開閉す
る空気制御弁６０を設けている。A relief valve 46 is provided in the fuel passage 28 on the downstream side of the regulator 36, and the fuel passage 28 on the downstream side of the relief valve 46 is branched into a main fuel passage 48 and an auxiliary fuel passage 50, and has an open end to the mixer 18. It is set up as follows. The main fuel passage 48 is provided with a main fuel cutoff valve 52 and a main fuel control valve 54, and the auxiliary fuel passage 50 is provided with an auxiliary fuel cutoff valve 56. In addition, the mixer 18 at which the main and auxiliary fuel passages 48 and 50 open terminate,
An air passage 58 that bypasses the intake throttle valve 20 and communicates with the intake passage 10 is provided, and an air control valve 60 that opens and closes this air passage 58 is provided.
前記主燃料遮断弁５２、主燃料制御弁５４、補助燃料遮
断弁５６及び空気制御弁６０は、制御部６２に接続され
ている。この制御部６２には、前記酸素富化膜８の上流
側と下流側との吸気通路１０の圧力差を検出する差圧セ
ンサ６４と、前記導入室１４内の酸素富化空気温度を検
出する導入室温度センサ６６と、導入室１４内の酸素富
化空気圧力を検出する導入室圧力センサ６８と、吸気絞
り弁２０の開度状態を検出するスロットルセンサ７０と
、吸気絞り弁２２の下流側吸気通路ｌＯの混合気温度を
検出する混合気温度センサ７２と、吸気絞り弁２２の下
流側吸気通路１０の混合気圧力を検出する混合気圧力セ
ンサ７４と、ＬＮＧエンジン２の冷却水通路３８の冷却
水温度を検出する冷却水温度センサ７６と、排気通路２
４の排気ガス中の酸素濃度を検出する０２センサ７８と
、ＬＮＧエンジン２のクランク角度を検出するクランク
角センサ８０と、レギュレータ３６下流側の燃料通路２
８の燃料ＬＮＧ温度を検出する燃料ＬＮＧ温度センサ８
２と、吸気冷却装置３４の燃料通路入口部４４の温度状
態を検出する温度センサ８４とが夫々接続されている。The main fuel cutoff valve 52, main fuel control valve 54, auxiliary fuel cutoff valve 56, and air control valve 60 are connected to a control section 62. This control unit 62 includes a differential pressure sensor 64 that detects the pressure difference in the intake passage 10 between the upstream side and the downstream side of the oxygen enrichment membrane 8, and a differential pressure sensor 64 that detects the temperature of the oxygen enriched air in the introduction chamber 14. An introduction chamber temperature sensor 66 , an introduction chamber pressure sensor 68 that detects the oxygen-enriched air pressure in the introduction chamber 14 , a throttle sensor 70 that detects the opening state of the intake throttle valve 20 , and a downstream side of the intake throttle valve 22 A mixture temperature sensor 72 that detects the mixture temperature in the intake passage 1O, a mixture pressure sensor 74 that detects the mixture pressure in the intake passage 10 downstream of the intake throttle valve 22, and a mixture pressure sensor 74 that detects the mixture pressure in the intake passage 10 on the downstream side of the intake throttle valve 22; A cooling water temperature sensor 76 that detects the cooling water temperature and an exhaust passage 2
4, a crank angle sensor 80 that detects the crank angle of the LNG engine 2, and a fuel passage 2 downstream of the regulator 36.
Fuel LNG temperature sensor 8 that detects the fuel LNG temperature of 8
2 and a temperature sensor 84 that detects the temperature state of the fuel passage inlet portion 44 of the intake air cooling device 34 are connected to each other.
制御部６２は、これら各種センサ６４〜８４から各種信
号を入力し、前記吸引ポンプ１２や遮断弁３０、制御弁
４２、主燃料遮断弁５２、主燃料制御弁５４、補助燃料
遮断弁５６、空気制御弁６０等の動作を制御する。The control unit 62 inputs various signals from these various sensors 64 to 84, and controls the suction pump 12, the cutoff valve 30, the control valve 42, the main fuel cutoff valve 52, the main fuel control valve 54, the auxiliary fuel cutoff valve 56, and the air Controls the operation of the control valve 60 and the like.
尚、符号８６は、制御部６２の操作部である。Incidentally, reference numeral 86 is an operation section of the control section 62.
このようなＬＮＧエンジン２に吸引される吸入空気たる
酸素富化空気を除湿して冷却するために、前記吸気冷却
装置３４を設けている。吸気冷却装置３４は、第１・２
図に示す如く、前記吸気通路１０の途中に、吸入空気流
通方向（矢印ａ方向）上流側の第１熱交換室８８と吸入
空気流通方向（矢印ａ方向）下流側の第２熱交換室９０
とを連続して設ける。この第１熱交換室８８と第２熱交
換室９０とは、吸気通路１０の途中に設けた箱状の本体
９２内を、熱伝導性の低い材質よりなり、下端を底板９
２ａから離間させた隔壁９４によって区画することによ
り、連続して一体に形成して設けている。この本体９２
の底板９２ａは、第２熱交換室９０側から第１熱交換室
８８側に向って下降傾斜させてあり、第１熱交換室８８
の下降傾斜下端部位に排水口９２ｂを設けている。The intake air cooling device 34 is provided to dehumidify and cool oxygen-enriched air, which is the intake air drawn into the LNG engine 2. The intake air cooling device 34 has first and second
As shown in the figure, in the middle of the intake passage 10, there is a first heat exchange chamber 88 on the upstream side in the intake air circulation direction (arrow a direction) and a second heat exchange chamber 90 on the downstream side in the intake air circulation direction (arrow a direction).
are provided consecutively. The first heat exchange chamber 88 and the second heat exchange chamber 90 have a box-shaped main body 92 provided in the middle of the intake passage 10 made of a material with low thermal conductivity, and a lower end connected to a bottom plate 9.
By partitioning it by a partition wall 94 spaced apart from 2a, it is continuously formed and provided. This main body 92
The bottom plate 92a is inclined downward from the second heat exchange chamber 90 side to the first heat exchange chamber 88 side, and
A drain port 92b is provided at the lower end of the downward slope.
前記燃料ＬＮＧの流通する燃料通路２８は、燃料ＬＮＧ
の流通方向（矢印す方向）を第２熱交換室９０から第１
熱交換室８８に指向させて、これら第１熱交換室８８及
び第２熱交換室９０に内装して設けである。これら第１
熱交換室８８及び第２熱交換室９０に内装される燃料通
路２８部位は、第２熱交換室９０に内装される燃料ＬＮ
（１，流通方向上流側の複数本の、この実施例では４本
の上流側分岐燃料通路９６−１〜９６−４と、第１熱交
換室８８に内装される燃料ＬＮＧ流通方向下流側の複数
本の、この実施例では４本の下流側分岐燃料通路９８−
１〜９８−４と、に分岐して設けている。これら上流側
分岐燃料通路９６−１〜９６−４と下流側分岐燃料通路
９８−１〜９８−４との各々は、隔壁９４に設けた熱伝
導性の低い材質の継手１００−１〜１００−４により夫
々対応して接続され連通されている。The fuel passage 28 through which the fuel LNG flows is
The flow direction (direction indicated by the arrow) is from the second heat exchange chamber 90 to the first heat exchange chamber 90.
The first heat exchange chamber 88 and the second heat exchange chamber 90 are provided internally to face the heat exchange chamber 88 . These first
The fuel passage 28 section installed in the heat exchange chamber 88 and the second heat exchange chamber 90 is connected to the fuel LN installed in the second heat exchange chamber 90.
(1. A plurality of upstream branch fuel passages 96-1 to 96-4 in the upstream side in the flow direction, four in this embodiment, and a fuel LNG fuel passage installed in the first heat exchange chamber 88 on the downstream side in the flow direction. A plurality of, in this embodiment four, downstream branch fuel passages 98-
1 to 98-4. Each of these upstream branch fuel passages 96-1 to 96-4 and downstream branch fuel passages 98-1 to 98-4 is connected to a joint 100-1 to 100- provided in the partition wall 94 and made of a material with low thermal conductivity. 4, they are connected and communicated in correspondence with each other.
前記第２熱交換室９０に内装される上流側分岐燃料通路
９６−１〜９６−４には、複数枚の上流側熱交換フィン
１０２を設けである。また、前記第１熱交換室８８に内
装される下流側分岐燃料通路９８〜１〜９８−４には、
複数枚の下流側熱交換フィン１０４を設けである。前記
上流側熱交換フィン１０２は、上流側分岐燃料通路９６
−１〜９６−４始端側のフィン間隔１１を上流側分岐通
路９６−１〜９６−４終端側のフィン間隔１２よりも大
（Ｉ！ｌ＞／２）にしである。さらに、隔壁９４下端の
第１熱交換室８８と第２熱交換室９０との連通部位９２
ｃの底板９２ａには、吸入空気の流通する方向（矢印Ｃ
方向）に指向させて複数枚の補助熱交換フィン１０６を
立設しである。この補助熱交換フィン１０６は、ヒート
パイプ等の熱伝導性の高い伝熱部材１０８によって、各
分岐通路９６−１〜９６−４・９８−１〜９８−４のい
ずれかに連絡されており、燃料ＬＮＧの極低温を伝熱さ
れている。A plurality of upstream heat exchange fins 102 are provided in the upstream branch fuel passages 96-1 to 96-4 provided inside the second heat exchange chamber 90. Further, downstream branch fuel passages 98 to 1 to 98-4 installed in the first heat exchange chamber 88 include
A plurality of downstream heat exchange fins 104 are provided. The upstream heat exchange fins 102 are connected to the upstream branch fuel passage 96.
The fin interval 11 on the starting end side of -1 to 96-4 is made larger (I!l>/2) than the fin interval 12 on the terminal end side of the upstream branch passages 96-1 to 96-4. Further, a communication portion 92 between the first heat exchange chamber 88 and the second heat exchange chamber 90 at the lower end of the partition wall 94
The direction in which intake air flows (arrow C
A plurality of auxiliary heat exchange fins 106 are erected and oriented in the direction (direction). The auxiliary heat exchange fins 106 are connected to any of the branch passages 96-1 to 96-4 and 98-1 to 98-4 by a heat transfer member 108 with high thermal conductivity such as a heat pipe. Heat is transferred through the extremely low temperature of fuel LNG.
なお、符号１１０は、本体９２外の燃料通路１０に設け
られた断熱材である。Note that the reference numeral 110 is a heat insulating material provided in the fuel passage 10 outside the main body 92.
次に作用を説明する。Next, the effect will be explained.
前記酸素富化空気生成装置４に生成された酸素富化空気
と燃料タンク６から供給される燃料ＬＮＧとは、ミキサ
１８において混合されて混合気を生成する。この混合気
は、吸気絞り弁２０により流量を調整されて燃焼室２２
に供給され、燃焼されてＬＮＧエンジン２を駆動する。The oxygen-enriched air generated in the oxygen-enriched air generation device 4 and the fuel LNG supplied from the fuel tank 6 are mixed in the mixer 18 to generate an air-fuel mixture. The flow rate of this air-fuel mixture is adjusted by the intake throttle valve 20, and the mixture enters the combustion chamber 22.
The LNG engine 2 is supplied to the LNG engine and combusted to drive the LNG engine 2.
燃焼により生成された排気は、排気通路２４により外部
に排出される。Exhaust gas generated by combustion is exhausted to the outside through the exhaust passage 24.
このようなＬＮＧエンジン２に供給される酸素富化空気
生成装置４により生成された吸入空気たる酸素富化空気
は、吸引ポンプ１２から吸気冷却装置３４を介して導入
室１６に導入される。Oxygen-enriched air, which is the intake air generated by the oxygen-enriched air generation device 4 supplied to the LNG engine 2, is introduced from the suction pump 12 into the introduction chamber 16 via the intake air cooling device 34.
吸気冷却装置３４に流入する酸素富化空気は、まず、第
１熱交換室８８に流入する。この第１熱交換室８８に流
入する酸素富化空気は、下流側分岐燃料通路９８−１〜
９８−４と下流側熱交換フィン１０４とに接することに
より、下流側分岐燃料通路９８−１〜９８−４を流通す
る燃料ＬＮＧとの熱交換によって熱を奪われ、水分が凝
縮されることにより除湿される。凝縮された水分は、第
２熱交換室９０側から第１熱交換室８８側に下降傾斜す
る底板９２ａ上に落下し、下降傾斜下端部位の排水口９
２ｂより本体９２外部に排水される。The oxygen-enriched air flowing into the intake air cooling device 34 first flows into the first heat exchange chamber 88 . The oxygen-enriched air flowing into the first heat exchange chamber 88 flows through the downstream branch fuel passages 98-1 to 98-1.
98-4 and the downstream heat exchange fins 104, heat is removed by heat exchange with the fuel LNG flowing through the downstream branch fuel passages 98-1 to 98-4, and moisture is condensed. Dehumidified. The condensed water falls onto the bottom plate 92a that slopes downward from the second heat exchange chamber 90 side to the first heat exchange chamber 88 side, and drains into the drain port 9 at the lower end of the downward slope.
Water is drained to the outside of the main body 92 from 2b.
第１熱交換室８８の除湿された酸素富化空気は、隔壁９
４下端の連通部位９２ｃを介して第２熱交換室９０に流
入する。このとき、酸素富化空気は、燃料ＬＮＧの極低
温を伝熱されている補助熱交換フィン１０６と接するこ
とにより熱を奪われ、さらに水分が凝縮されて除湿され
、第２熱交換室９０に流入する。The dehumidified oxygen-enriched air in the first heat exchange chamber 88 is transferred to the partition wall 9
4 flows into the second heat exchange chamber 90 via the communication portion 92c at the lower end. At this time, the oxygen-enriched air comes into contact with the auxiliary heat exchange fins 106 through which the extremely low temperature of the fuel LNG is transferred, and heat is removed from the oxygen-enriched air.Moisture is further condensed and dehumidified, and the oxygen-enriched air is transferred to the second heat exchange chamber 90. Inflow.
第２熱交換室９０に流入する酸素富化空気は、上流側分
岐燃料通路９６−１〜９６−４と上流側熱交換フィン１
０２と接することにより、上流側分岐燃料通路９６−１
〜９６−４を流通する燃料ＬＮＧとの熱交換によって熱
を奪われ、さらに冷却される。この第２熱交換室９０は
、上流側分岐燃料通路９６−１〜９６−４始端側に流入
する燃料ＬＮＧが極低温（−１６２℃）であるので、霜
が発生し易い状況にある。しかし、酸素富化空気は第１
熱交換室９０において除湿され乾燥されており、また、
上流側熱交換フィン１０２は上流側分岐燃料通路９６−
１〜９６−４始端側のフィン間隔１１を上流側分岐通路
９６−１〜９６−４終端側のフィン間隔１２よりも大（
ｊ’ｌ＞１２）にしであるので、上流側分岐燃料通路９
６−１〜９６−４始端側における着霜を防止することが
できる。また、この第２熱交換室９０においても、酸素
富化空気の水分が若干凝縮され除湿されるが、凝縮され
た水分は底板９２ａ上に落下して排水口９２ｂより本体
９２外に排水される。The oxygen-enriched air flowing into the second heat exchange chamber 90 flows through the upstream branch fuel passages 96-1 to 96-4 and the upstream heat exchange fins 1.
02, the upstream branch fuel passage 96-1
Heat is removed by heat exchange with the fuel LNG flowing through ~96-4, and the fuel is further cooled. This second heat exchange chamber 90 is in a situation where frost is likely to occur because the fuel LNG flowing into the starting end side of the upstream branch fuel passages 96-1 to 96-4 is at an extremely low temperature (-162° C.). However, oxygen-enriched air is the first
It is dehumidified and dried in the heat exchange chamber 90, and
The upstream heat exchange fins 102 are connected to the upstream branch fuel passage 96-
1 to 96-4 The fin spacing 11 on the starting end side is larger than the fin spacing 12 on the upstream branch passage 96-1 to 96-4 terminal end side (
j'l>12), the upstream branch fuel passage 9
Frost formation on the starting end side of 6-1 to 96-4 can be prevented. Also, in this second heat exchange chamber 90, some moisture in the oxygen-enriched air is condensed and dehumidified, but the condensed moisture falls onto the bottom plate 92a and is drained out of the main body 92 through the drain port 92b. .
このように、ＬＮＧエンジン２に供給される燃料ＬＮＧ
の気化潜熱を利用して、吸入空気たる酸素富化空気を除
湿して冷却することができ、また、酸素富化空気を除湿
してからさらに冷却するので、霜の発生を防止すること
ができる。このため、着霜による上流側・下流側分岐燃
料通路９６−１〜９６−４・９８−１〜９８−４の詰り
を惹起することがなく、ＬＮＧエンジン２に吸入される
酸素富化空気を冷却することができる。この冷却により
酸素富化空気の密度を高めて充填効率を向上させること
ができ、性能向上を果すことができる。In this way, the fuel LNG supplied to the LNG engine 2
The latent heat of vaporization of the air can be used to dehumidify and cool the oxygen-enriched air that is the intake air.Also, since the oxygen-enriched air is dehumidified and then further cooled, frost formation can be prevented . Therefore, the upstream/downstream branch fuel passages 96-1 to 96-4 and 98-1 to 98-4 are not clogged due to frost formation, and the oxygen-enriched air taken into the LNG engine 2 is Can be cooled. This cooling can increase the density of oxygen-enriched air, improve filling efficiency, and improve performance.
また、上流側・下流側分岐燃料通路９６−１〜９６−４
・９８−１〜９８−４を流通する極低温（−１６２℃）
の燃料ＬＮＧは、酸素富化空気との熱交換により加温さ
れ蒸発されるので、適正な温度（−４０℃）にガス化し
た燃料ＬＮＧをＬＮＧエンジン２に供給することができ
る。In addition, upstream/downstream branch fuel passages 96-1 to 96-4
・Cryogenic temperature (-162℃) flowing through 98-1 to 98-4
Since the fuel LNG is heated and evaporated by heat exchange with oxygen-enriched air, the fuel LNG gasified at an appropriate temperature (-40° C.) can be supplied to the LNG engine 2.
さらに、第１・第２熱交換室８８・９０間に熱伝導性の
低い材質よりなる隔壁９４を設け、上流側・下流側分岐
燃料通路９６−１〜９６−４・９８−１〜９８−４間に
熱伝導性の低い材質よりなる継手１００−１〜１００−
４を設けて第２熱交換室９０の温度を所定温度以下にな
らないようにしているので、第１熱交換室８８と第２熱
交換室９０との各温度状態を除湿と冷却との機能を適正
に発揮し得る温度状態に維持することができ、除湿効果
・冷却効果を向上することができる。また、第１熱交換
室８８と第２熱交換室９０との連通部位９２ｃに補助熱
交換フィン１０６を設けたことによって、さらに除湿・
冷却性能の向上を果すことができる。Furthermore, a partition wall 94 made of a material with low thermal conductivity is provided between the first and second heat exchange chambers 88 and 90, and upstream and downstream branch fuel passages 96-1 to 96-4, 98-1 to 98- 4 joints 100-1 to 100- made of a material with low thermal conductivity
4 to prevent the temperature of the second heat exchange chamber 90 from falling below a predetermined temperature, the temperature states of the first heat exchange chamber 88 and the second heat exchange chamber 90 can be controlled by the functions of dehumidification and cooling. The temperature can be maintained at an appropriate temperature, and the dehumidification and cooling effects can be improved. Furthermore, by providing the auxiliary heat exchange fins 106 in the communication portion 92c between the first heat exchange chamber 88 and the second heat exchange chamber 90, further dehumidification and
Cooling performance can be improved.
このように、この発明によれば、燃料ＬＮＧの流通方向
を吸入空気流通方向下流側の第２熱交換室から吸入空気
流通方向上流側の第１熱交換室に指向させて燃料通路を
第１熱交換室及び第２熱交換室に内装して設けたことに
より、吸入通路を流通する吸入空気は、第１熱交換室に
おいて燃料通路を流通する燃料ＬＮＧとの熱交換によっ
て熱を奪われて含有水分が凝縮されることにより除湿さ
れ、第２熱交換室において燃料通路を流通する燃料ＬＮ
Ｇとの熱交換によってさらに熱を奪われることにより冷
却される。As described above, according to the present invention, the fuel LNG flow direction is directed from the second heat exchange chamber on the downstream side in the intake air flow direction to the first heat exchange chamber on the upstream side in the intake air flow direction, and the fuel passage is connected to the first heat exchange chamber. By providing this internally in the heat exchange chamber and the second heat exchange chamber, the intake air flowing through the intake passage is deprived of heat by heat exchange with the fuel LNG flowing through the fuel passage in the first heat exchange chamber. The fuel LN is dehumidified by condensing the contained moisture and flows through the fuel passage in the second heat exchange chamber.
It is cooled by further removing heat through heat exchange with G.
これにより、ＬＮＧエンジンに供給される燃料ＬＮＧの
気化潜熱を利用して、吸入空気を除湿して冷却すること
ができる。また、吸入空気を除湿してからさらに冷却す
るので、霜の発生を防止することができる。このため、
着霜による燃料通路の話まりを惹起することなく ＬＮ
Ｇエンジンに吸入される吸入空気を冷却し得て、吸入空
気の密度を高めて充填効率の向上を果し得て、ＬＮＧエ
ンジンの性能向上を果たし得る。さらに、燃料通路を流
通する燃料ＬＮＧは、吸入空気との熱交換によって熱を
与えられることにより、加温され蒸発サレルので、ＬＮ
Ｇエンジンに適正な温度にガス化した燃料ＬＮＧを供給
することができる。Thereby, the latent heat of vaporization of the fuel LNG supplied to the LNG engine can be used to dehumidify and cool the intake air. Furthermore, since the intake air is dehumidified and then further cooled, frost formation can be prevented. For this reason,
LN without causing congestion in the fuel passage due to frost formation
The intake air taken into the G engine can be cooled, the density of the intake air can be increased, the filling efficiency can be improved, and the performance of the LNG engine can be improved. Furthermore, the fuel LNG flowing through the fuel passage is heated by being given heat through heat exchange with the intake air and evaporates.
Fuel LNG gasified at an appropriate temperature can be supplied to the G engine.
第１〜３図はこの発明の実施例を示し、第１図は吸気冷
却装置の拡大縦断側面図、第２図は吸気冷却装置の拡大
縦断正面図、第３図はＬＮＧエンジンの概略構成図であ
る。
図において、２はＬＮＧエンジン、４は酸素富化空気生
成装置、６は燃料タンク、１０は吸気通路、１４は導入
室、１８はミキサ、２２は燃焼室、２４は排気通路、２
８は燃料通路、３４は吸気冷却装置、８８は第１熱交換
室、９０は第２熱交換室、９２は本体、９２ａは底板、
９２ｂは排水口、９２Ｃは連通部位、９４は隔壁、９６
−１〜９６−４は上流側分岐燃料通路、９８−１〜９８
−４は下流側分岐燃料通路、１００−１〜１００−４は
継手、１０２は上流側熱交換フィン、１０４は下流側熱
交換フィン、１０６は補助熱交換フィン、１０８は伝熱
部材である。1 to 3 show embodiments of the present invention, FIG. 1 is an enlarged vertical side view of the intake air cooling device, FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional front view of the intake air cooling device, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the LNG engine. It is. In the figure, 2 is an LNG engine, 4 is an oxygen-enriched air generator, 6 is a fuel tank, 10 is an intake passage, 14 is an introduction chamber, 18 is a mixer, 22 is a combustion chamber, 24 is an exhaust passage, 2
8 is a fuel passage, 34 is an intake air cooling device, 88 is a first heat exchange chamber, 90 is a second heat exchange chamber, 92 is a main body, 92a is a bottom plate,
92b is a drain port, 92C is a communication part, 94 is a partition wall, 96
-1 to 96-4 are upstream branch fuel passages, 98-1 to 98
-4 is a downstream branch fuel passage, 100-1 to 100-4 are joints, 102 is an upstream heat exchange fin, 104 is a downstream heat exchange fin, 106 is an auxiliary heat exchange fin, and 108 is a heat transfer member.
Claims (1)
気通路途中に吸入空気流通方向上流側の第１熱交換室と
吸入空気流通方向下流側の第２熱交換室とを連続して設
け、前記ＬＮＧエンジンに供給される燃料ＬＮＧの流通
方向を前記第２熱交換室から前記第１熱交換室に指向さ
せて前記燃料ＬＮＧの流通する燃料通路を前記第１熱交
換室及び前記第２熱交換室に内装して設けたことを特徴
とするＬＮＧエンジンの吸気冷却装置。1. A first heat exchange chamber on the upstream side in the intake air circulation direction and a second heat exchange chamber on the downstream side in the intake air circulation direction are successively provided in the middle of the intake passage through which the intake air sucked into the LNG engine flows, and The direction of flow of fuel LNG supplied to the LNG engine is directed from the second heat exchange chamber to the first heat exchange chamber, and the fuel passage through which the fuel LNG flows is connected to the first heat exchange chamber and the second heat exchange chamber. An LNG engine intake air cooling device characterized by being installed inside a room.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018523A JP2570671B2 (en) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | LNG engine intake cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018523A JP2570671B2 (en) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | LNG engine intake cooling system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01195963A true JPH01195963A (en) | 1989-08-07 |
| JP2570671B2 JP2570671B2 (en) | 1997-01-08 |
Family
ID=11973989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63018523A Expired - Lifetime JP2570671B2 (en) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | LNG engine intake cooling system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570671B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081977A (en) * | 1990-02-13 | 1992-01-21 | Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. | Low pollution natural gas vehicle |
| CN102226432A (en) * | 2011-06-11 | 2011-10-26 | 张海辉 | Gas temperature control pipeline for gas engine |
| CN103953457A (en) * | 2014-03-21 | 2014-07-30 | 哈尔滨工程大学 | Multi-stage crossed heat exchange device of MDO (Marine Diesel Oil)-LNG (Liquefied Natural Gas) dual-fuel engine |
-
1988
- 1988-01-30 JP JP63018523A patent/JP2570671B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081977A (en) * | 1990-02-13 | 1992-01-21 | Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. | Low pollution natural gas vehicle |
| CN102226432A (en) * | 2011-06-11 | 2011-10-26 | 张海辉 | Gas temperature control pipeline for gas engine |
| CN103953457A (en) * | 2014-03-21 | 2014-07-30 | 哈尔滨工程大学 | Multi-stage crossed heat exchange device of MDO (Marine Diesel Oil)-LNG (Liquefied Natural Gas) dual-fuel engine |
| CN103953457B (en) * | 2014-03-21 | 2015-06-17 | 哈尔滨工程大学 | Multi-stage crossed heat exchange device of MDO (Marine Diesel Oil)-LNG (Liquefied Natural Gas) dual-fuel engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2570671B2 (en) | 1997-01-08 |
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